le bridge-boy un outil informatise … · 2 1. de l'importance des inspections d'ouvrages...
TRANSCRIPT
1
LE BRIDGE-BOY
UN OUTIL INFORMATISE D’ASSISTANCE
A L’INSPECTION DES OUVRAGES D’ART
DEMARS Philippe, Ingénieur en Chef-Directeur des Po nts et Chaussées GILLES Pierre, Ingénieur des Ponts et Chaussées MOREEL Paul, Ingénieur industriel en Industries
SPW - Service Public de Wallonie - Direction de l’E xpertise des Ouvrages
Résumé La qualité de l'inspection des ponts et
des documents produits dépend très
fortement de l'expérience et de la
formation de l'inspecteur. Ceci est bien
entendu préjudiciable à une bonne
gestion des ponts.
Afin d'améliorer la qualité et la
reproductibilité de ce type d'inspection,
un outil informatisé d'assistance a été
développé au sein du SPW.
Le principe de cet outil, baptisé
"Bridge-Boy", repose sur plusieurs
concepts originaux :
• Formulaire d’inspection spécifique
pour chaque pont.
• Base de données définissant pour
chaque couple élément/matériau les
types de défauts susceptibles d'être
rencontrés.
• Encodage de l'inspection sur site à
l'aide d'un ordinateur de poche
• Aide disponible sur chaque élément
et défaut.
• Génération automatisée des
documents d'inspection.
• Lien direct avec la banque de
données des ouvrages d'art
préexistante.
Samenvatting
De kwaliteit van de inspectie van de
bruggen en de bijhorende documenten
hangt hoofdzakelijk af van de ervaring
en de opleiding van de inspecteur. Dit
gaat uiteraard ten koste van een goed
beheer van de bruggen.
Om de kwaliteit en de productiviteit van
de inspectie te verbeteren, werd door
SPW een geautomatiseerd hulpmiddel
ontwikkeld.
De werking van dit hulpmiddel, "Bridge-
Boy" genaamd, berust op verschillende
originele concepten :
• Specifiek inspectieformulier voor elke
brug
• Datase, waarbij elk onderdeel en
materiaal aan elkaar is gekoppeld, en
waarvoor de gebreken zijn beschreven
• De gegevens van de inspectie
worden ter plaatse in een draagbare
computer ingegeven
• Hulpfunctie voor ieder onderdeel met
zijn gebreken
• Geautomatiseer beheer van de
inspectiedocumenten
• Direkte link met de database naar
reeds bestaande "kunstwerken"
2
1. DE L'IMPORTANCE DES INSPECTIONS D'OUVRAGES D'ART
Un réseau routier se doit de rendre un service de qualité qui correspond aux attentes de
ses utilisateurs. Pour y parvenir, il est indispensable de développer un système de
gestion de cette infrastructure tant dans son ensemble que dans ses points particuliers.
Les plus importants de ceux-ci correspondent aux ouvrages d’art.
De très nombreux pays l'ont compris et utilisent un système de gestion des ouvrages
d'art.
Ces systèmes se basent sur les thèmes suivants [réf.1] :
• Inventaire du patrimoine
• Inspection des ouvrages
• Evaluation de la capacité et de la fonctionnalité des ponts
• Budgétisation des travaux d’entretien et de réparation
• Politique d’entretien
• Planification des projets
Une fois le patrimoine connu et inventorié, le thème essentiel d’un tel système de
gestion consiste en la connaissance et la mise à jour régulière de l’état de chaque pont
constituant le parc d’ouvrages.
Cette connaissance est acquise grâce à une procédure d’inspection.
Suivant les pays, l'organisation de ces inspections peut différer. Toutefois, elle se base
presque systématiquement sur quatre types d'inspections [réf.2] :
• Inspection de routine : inspection réalisée très régulièrement dans le cadre du
contrôle de la voirie.
• Inspection de contrôle : inspection visuelle annuelle destinée à apprécier l'état
de l'ouvrage
• Inspection approfondie : inspection visuelle détaillée pluriannuelle. Elle peut
nécessiter des moyens d'accès spécifiques et elle doit passer en revue tous les
éléments de l'ouvrage.
• Inspection spécifique : inspection réalisée suivant les besoins lors du constat de
dégradations. Elle peut utiliser tous les moyens disponibles afin de déterminer la
nature, l'origine et l'étendue des dégradations. Elle doit également permettre de
définir les réparations à entreprendre.
Parmi celles-ci, l'inspection approfondie tient une place importante car elle est
systématique dans le temps grâce à sa périodicité et dans l'espace puisque tous les
éléments sont examinés.
C'est elle qui permet d’avoir une bonne vision de l’état de l’ensemble des ouvrages.
3
La pertinence des résultats de l’inspection approfondie est donc essentielle. Elle dépend
fortement de l'inspecteur qui la réalise, puisqu'elle se base presque exclusivement sur
l'examen visuel. Malheureusement, la formation et l'expérience de cet inspecteur
peuvent être fortement variables d'un pays à l'autre et même au sein d'un même
organisme gestionnaire [réf.3].
L’objectif de l’outil informatisé d’assistance aux inspections de ponts présenté dans cette
communication consiste à aider l'inspecteur dans son travail afin d'améliorer et
d'uniformiser la qualité de cette inspection approfondie.
2. PROCEDURE D’INSPECTION EN REGION WALLONNE
Le SPW – Service Public de Wallonie, une des trois entités régionales de la Belgique,
gère environ 3500 ponts répartis le long des autoroutes, routes et voies navigables.
L'organisation des inspections des ouvrages d'art prévoit les opérations suivantes
(réf.4):
• Contrôle de routine (inspection de routine)
• Inspection A de contrôle (inspection de contrôle)
• Inspection A générale (inspection approfondie)
• Inspection B (inspection spécifique)
Les inspections générales A constituent la partie importante de la surveillance
systématique des ouvrages.
N° Eléments Constatations Localisation
0 PONT DANS SON ENSEMBLE
INFRASTRUCTURE
100 CULEE-TUNNEL-PONT-CADRE
110 FONDATION (CULEE)
112 FONDATION SUR PIEUX (CULEE)
120 RIDEAU DE PALPL. (CULEE)
130 SEMELLE (CULEE)
140 PAROI VERTICALE (CULEE) 140.1 Fissure dans le
parement de moellons
entre la culée et le mur
de soutènement avec
écoulement d’eau et
des efflorescences.
Amont et aval
Rives droite et gauche.
143 PAREMENT (CULEE)
144 CORPS DE CULEE
150 MUR GARDE-GREVE (CULEE)
… … … …
Figure 1 - Exemple de formule d'inspection
4
Ce type d'inspection, réalisée généralement tous les 3 ans, comporte deux parties :
• La formule d'inspection établie sur site par l'inspecteur. Elle correspond à une
photographie de l’ouvrage;
• Le rapport d'inspection établi par l'ingénieur responsable des ouvrages au sein
du service gestionnaire. Il synthétise et analyse les résultats fournis par la
formule.
La formule d'inspection est réalisée sur un formulaire papier.
Ce document comporte principalement trois colonnes (voir extrait en figure 1) :
• Eléments
• Défauts
• Localisation faisant référence à un schéma de l'ouvrage (exemple à la figure 2).
Figure 2 - Exemple de schéma
Figure 3 - Exemple de rapport d'inspection
140.1 Fissure dans le parement de moellons entre la culée et le mur de soutènement avec écoulement d’eau et des efflorescences.
5
Après inspection, la formule d'inspection est transmise à l'ingénieur qui établit le rapport
d'inspection directement dans la banque de données informatisée des ouvrages d'art
(BDOA). Ce rapport reprend les défauts principaux et les actions à entreprendre pour y
remédier. Un extrait est reproduit à la figure 3.
3. LIMITES DE LA PROCEDURE ACTUELLE D'INSPECTION
Il s’avère qu’elle présente des limites.
D'une part la formule d'inspection comporte une liste unique d'éléments, identique pour
tous les types d'ouvrages. Des lacunes sont dès lors souvent constatées.
Par ailleurs, l'inspecteur peut parfois être perplexe face à un défaut pour le qualifier
précisément.
Il résulte de ces deux aspects, que les inspections d'un même ouvrage réalisées à la
même époque mais par deux inspecteurs différents risquent de différer significativement
en fonction de l'expérience, de la formation et de la motivation de ceux-ci. Ce constat est
bien entendu fortement préjudiciable à une bonne gestion des ouvrages d'art.
Ensuite, la formule d'inspection doit être examinée par l'ingénieur afin qu'il rédige le
rapport d'inspection. Cette étape est fastidieuse même si elle s'effectue directement
dans la banque de données des ouvrages d'art.
4. AMELIORATION DE LA PROCEDURE ACTUELLE D’INSPECTI ON
Face à ce constat, la Direction de l'Expertise des ouvrages du SPW, a décidé
d'améliorer la procédure d'inspection pour tenir compte des limites précitées. Cette
évolution se base sur plusieurs concepts :
• Utilisation d'un formulaire d'inspection spécifique pour chacun des
3500 ponts. Les formulaires spécifiques (canevas) sont établis à partir d'un
relevé exhaustif des éléments constitutifs de l'ouvrage établi lors d’une visite sur
site.
• Définition dans ce canevas du matériau constitutif de chaque élément afin de
proposer à l'inspecteur une liste restreinte de défauts susceptibles d'être
rencontrés sur ce type d'élément réalisé avec ce genre de matériau.
• Réalisation de l’inspection à l’aide d’un outil informatisé de poche permettant à
l’inspecteur de se libérer du crayon et du carnet.
• Génération automatique de la formule d'inspection.
• Génération semi-automatique du rapport d'inspection.
• Lien direct avec la banque de données des ouvrages d'art afin d'éviter tout
encodage inutile.
6
N'ayant trouvé aucun produit existant répondant à ce cahier des charges, il a été décidé
de le réaliser au sein de l'administration. L'outil, basé sur l'utilisation d'un ordinateur de
poche, a été baptisé "Bridge-Boy "
5. DESCRIPTION DU BRIDGE-BOY
Le projet Bridge-Boy est articulé autour de cinq modules distincts. Il est relié à la banque
de données des ouvrages d’art (BDOA) qui regroupe déjà toute une série d’informations
(inventaire, gestion, inspection, travaux).
L’ensemble des outils informatiques de ce projet a été développé spécifiquement. Il en
avait été de même antérieurement pour la BDOA. La maîtrise complète des logiciels
BDOA et Bridge-Boy a permis d’assurer un bon échange d’informations entre ceux-ci.
5.1. Module 1 : la base des connaissances.
La base de connaissance est le cerveau du projet Bridge-Boy. Il contient toute
l’expérience et les connaissances indispensables à l’efficience de l’outil.
Cette base contient d’une part la liste de tous les éléments, matériaux et défauts
susceptibles d’être rencontrés sur nos ouvrages.
Elle contient d’autre part la table des liens entre les trois listes précédentes. Celle-
ci est une des particularités du Bridge-Boy. En effet, elle permet de définir quels
sont les défauts susceptibles d’être spécifiquement rencontrés sur tel type
d’élément réalisé avec tel type de matériau. Cette table de liens permet de
proposer à l'inspecteur une liste de défauts réduite et appropriée au couple
"élément – matériau" rencontré.
Cette base de connaissance constitue une première partie de la banque de
données du Bridge-Boy.
5.2. Module 2 : les canevas.
Afin de pouvoir réaliser l’inspection généralisée d’un pont, il convient de connaître
tous les éléments dont il est constitué. Une des particularités du Bridge-Boy
consiste à utiliser une liste d'éléments spécifiquement établie pour chaque ouvrage
individuel. Cette liste, appelée canevas, est donc un relevé exhaustif de tous les
éléments constitutifs de l'ouvrage. Il est présenté sous une forme arborescente où
chaque élément peut avoir des sous-éléments. Par exemple, la poutre en béton
précontraint est divisée en deux abouts et une section courante.
Par ailleurs, l'ordre dans lequel le rédacteur du canevas dispose les éléments dans
celui-ci est étudié de manière à constituer un "itinéraire" d'inspection efficace sur
terrain.
7
Une fois créé, le canevas est conservé dans la banque de données des ouvrages
d'art (BDOA).
5.3. Module 3 : l’inspection sur le terrain.
Tous ces outils permettent
d'entamer l'inspection généralisée
d’un ouvrage qui constitue la
partie visible du Bridge-Boy.
Ce programme est conçu pour
être accepté par toute plate-forme
portable de petite dimension sans
restriction par rapport aux
évolutions technologiques futures.
Actuellement il est implémenté sur
un ordinateur de poche du type
Pocket PC (figure 4).
La rapidité d’utilisation du Bridge-
Boy a été une de clés de sa
conception. Cet ainsi que
l’inspecteur doit uniquement
cocher des cases. Dans quelques
cas particuliers, il peut toutefois
ajouter un commentaire sous
forme de texte.
Figure 4 – Le Bridge-Boy
L'inspection d'un ouvrage avec le Bridge-Boy se déroule en trois étapes. En
premier lieu, l'inspecteur charge depuis la BDOA le canevas du ou des ponts
qu'il souhaite inspecter. Lors de cette étape, la partie de la base de
connaissance nécessaire à l'inspection se charge automatiquement.
La deuxième étape se déroule sur l'ouvrage. L'inspecteur se laisse guider par le
Bridge-Boy d'élément en élément selon l'itinéraire défini lors de la rédaction du
canevas (figure 5). Pour chaque élément, une liste de défauts est proposée dans
laquelle il suffit de cocher ceux observés (figure 6). Dès qu’un défaut est
sélectionné, un certain nombre de caractéristiques est demandé (figure 7) ; leur
nombre dépendant de l’importance et du type de celui-ci. Ici aussi pour spécifier
une caractéristique, une liste de choix est proposée.
En outre, il est aussi possible de préciser si des photos, des schémas ou des
notes manuscrites sont à associer à ces défauts.
8
Figure 5 - Exemple d'écran
d'éléments
Figure 6 - Exemple d'écran de défauts
Figure 7 - Exemple d'écran de
caractéristiques d'un défaut
Figure 8 - Exemple d'écran d'aide
En cas de doute sur la définition d’un élément ou d’un défaut, une aide est toujours
disponible (figure 8).
Cette procédure de travail permet de garantir une bonne uniformité dans la
réalisation des inspections par différentes personnes.
9
De retour au bureau pour la troisième étape, il transfère dans la BDOA les
données de son inspection et peut s'atteler à la rédaction de la formule
d'inspection.
5.4. Module 4 : la formule d'inspection
Une autre spécificité du Bridge-Boy est de permettre de générer automatiquement
la formule d’inspection (figure 9). Si des photos numériques ont été prises, le
programme se charge de la rédaction automatique d'un rapport photographique
intégré à la formule d'inspection
Elém-
-ents Localisation Matériau Code Défaut Caractérist iques Photos
Mur en
aile Amont
Culée 1
gauche Briques 2 Autre défaut
Mur en
aile Aval
Culée 1
gauche Briques 5 Descellement Déplacement : Oui
5 Densité : quelques
Mur en
aile Aval
Culée 1
gauche Briques 6 Joint altéré Profondeur : En profondeur
6 Densité : quelques
Mur en
aile Aval
Culée 1
gauche Briques 8 Cavité Dimension du défaut : < 1 m2
8 Profondeur : > 15 cm
8 Densité : isolée
Mur en
aile Aval
Culée 1
gauche Briques 11
Basculement
global
Mur en
aile Aval
Culée 1
gauche Briques 12 Bombement Dim. du défaut : diam > 2 m
12 Disjointoiement : Oui
12 Densité : quelques
Figure 9 - Extrait d'une formule d'inspection produite par le Bridge-Boy
5.5. Module 5 : le rapport d'inspection
La formule d’inspection est analysée par l’ingénieur gestionnaire. Il sélectionne les
défauts qui lui paraissent importants, leur adjoint des actions à entreprendre et
autres commentaires. Il consigne ces conclusions dans le rapport d’inspection.
Une assistance lui est proposée sous forme de listes prédéfinies d'actions à
entreprendre pour différents types de défauts.
6. PERSPECTIVES D'AVENIR – DEVELOPPEMENTS FUTURS
Plusieurs développements futurs sont d'ores et déjà envisagés toujours dans l'optique
d'améliorer la qualité et la performance du système de gestion des ouvrages d'art.
10
A l'état actuel, la portée de l'outil s'arrête avec la rédaction du rapport d'inspection.
Toutefois, lors de l'inspection, beaucoup d'informations précises ont été relevées
(surface, longueurs, …) Celles-ci peuvent servir pour établir un métré de réparation de
l'ouvrage. Il est donc prévu de développer cet outil vers la génération automatique de
métré en utilisant un outil d'assistance à la rédaction de métré déjà développé et utilisé
au sein du SPW.
Par ailleurs, dans la gestion des ouvrages d'art, il est nécessaire de pouvoir hiérarchiser
ceux-ci en fonction de leur état et du risque potentiel envers les usagers. Face à un
grand nombre d'ouvrages, cette tâche est fortement facilitée, voire rendue possible, par
l'utilisation d'un indice de qualité (type IQOA utilisé en France). Les informations
précises relevées lors de l'inspection devraient permettre de calculer automatiquement
cet indice de qualité.
D'autres évolutions plus technologiques sont aussi prévues comme la prise de photos
avec l'ordinateur de poche, l'intégration d'un GPS, …
7. CONCLUSIONS
L'outil Bridge-Boy répond à un besoin d'amélioration de la qualité et de l'efficacité des
inspections approfondies, élément clé du système de gestion des ouvrages d'art.
Basé sur un ordinateur de poche, l'outil permet à l'inspecteur de réaliser une inspection
approfondie en étant toujours aidé dans la définition des éléments examinés et des
défauts constatés. Cet outil permet d’automatiser la rédaction des différents documents
utilisés dans le cadre du système de gestion.
Ce concept est né au sein du SPW. Vu la similitude existant entre les systèmes de
gestion d'ouvrages d'art dans les différents pays Il pourrait facilement y être mis en
œuvre.
Bibliographie
1 : Indicateur de Performance des Ponts et Critères pour la définition de priorités
d’actions, AIPCR, 11.13.B, 2004, 80 pages
2 : Vers un indicateur de l’état des ponts, AIPCR, 11.05.B, 1996, 151 pages
3 : Etude comparative des activités de gestion des ponts, AIPCR, 11.12.B, 2004, 31
pages
4 : Règlement concernant la gestion des ouvrages d’art, SPW-Région wallonne, 2004